Depuis que la Vie est apparue sur Terre, son parcours jusqu’à nous n’a pas été celui d’un « long fleuve tranquille ». Il a fallu qu’elle surmonte les assauts féroces de plusieurs extinctions de masse tout en suivant un « train-train » d’évolutions darwiniennes portées par la compétition avec les autres formes de vie et l’adaptation constante au milieu. Ces extinctions ont eu plusieurs causes. Ce ne furent pas, comme certains pourraient le penser, uniquement des impacts d’astéroïdes qui rebattirent les cartes. Ce furent plusieurs fois des épisodes volcaniques démesurés pour la Terre hôte ou des configurations défavorables d’assemblages de terres émergées, ou encore des détériorations dramatiques de l’environnement résultant d’une prolifération de la vie elle-même. Ce furent in fine toujours des variations fortes de la composition de l’atmosphère et en particulier de l’évolution du taux d’oxygène, gaz rare à l’état moléculaire, que certains individus de cette vie même avaient eux-mêmes généré.
Ainsi l’extinction fut soit dans la logique de l’évolution de la vie elle-même (le balancier de la « prospérité » allant toujours trop loin vers l’« exubérance »), soit simplement le fait du hasard (volcanisme, jeu de la tectonique des plaques, faille dans la protection magnétique, astéroïde). Toujours, elle survint à un moment de l’évolution de la Terre et en parallèle, de la vie, qui n’existait pas avant et ne pouvait se répéter après. Depuis les origines, la Terre a évolué. Sa croûte s’est refroidie et durcie, les effets de marée de la Lune se sont adoucis avec son éloignement, sa vitesse de rotation sur elle-même s’est ralentie, la densité de son atmosphère s’est réduite, la composition de cette atmosphère a profondément changé, l’acidité de l’eau de ses océans s’est atténuée (ces deux derniers caractères en partie du fait de l’évolution de la vie elle-même).
Ce qu’on peut dire sur les conséquences de cette succession d’extinctions, c’est qu’elles ont modelé profondément notre arbre phylogénétique, mettant fin à des situations dominantes, favorisant d’autres espèces plus adaptées aux nouvelles conditions environnementales, forçant une évolution darwinienne quand la Vie était « au pied du mur » et qu’elle pouvait s’engager dans le « trou de souris » que lui permettait d’utiliser ses gênes. Le résultat c’est que nous avons aujourd’hui, aux extrémités actuelles de notre arbre phylogénétique, une floraison « à nulle autre pareille », à supposer qu’un autre arbre ait pu croître ailleurs et y donner des fleurs.
Depuis 1982, sous l’impulsion des paléontologues Jack Sepkoski et David Raup (tous deux de l’Université de Chicago), on met communément en exergue cinq extinctions de masse.
La « première » est celle de l’Ordovicien/Silurien. Elle eut lieu il y a 443 millions d’années. Elle supprima 85% des espèces ; 57% des genres et 27% des familles*. Les événements l’ayant causée sont encore discutés mais il pourrait s’agir d’une phase de volcanisme basaltique intense ou bien de la libération brutale d’énormes poches de gaz carbonique à partir de sédiments marins constitués par une prolifération d’algues dans l’Océan. Ces événements auraient provoqué une glaciation donc une baisse du niveau de la mer très sensible sur la plateforme continentale et la disparition de l’habitat des formes de vie concernées. Rappelons qu’à l’époque il n’y avait pas de vie hors de l’eau. Les victimes furent donc des trilobites, des planctons, des brachiopodes, des coraux.
*Pour mémoire, les êtres vivants sont hiérarchisés en neuf « taxons » (rangs taxonomiques), soit : monde vivant / domaine / règne / embranchement ou phylum / classe / ordre / famille / genre / espèce. Pour donner un ordre d’idée de cette hiérarchie, c’est au niveau du « règne » que l’on distingue horizontalement : bactéries /archées / protistes / champignons / végétaux / animaux ; c’est au niveau du genre que l’on distingue horizontalement les types d’animaux ou de végétaux : Homo (Homo Sapiens et ses ancêtres ou cousins comme Homo Neanderthalensis) ou Quercus (chêne) ; c’est au niveau de la famille (celle des Hominidés) que l’homme peut cousiner avec les grands singes.
La « deuxième » extinction est celle du Dévonien. Elle eut lieu il y a 367 millions d’années (en trois phases, entre 380 et 360). Elle supprima 75% des espèces, 35% à 50% des genres et 19% des familles. La cause n’est toujours pas connue mais elle entraina une anoxie des océans. Les métazoaires les plus touchés furent encore des coraux, mais aussi les céphalopodes (ammonites et nautiles), les trilobites, des poissons.
La « troisième » extinction fut celle du Permien/Trias, il y a 252 millions d’années. C’est la plus importante ayant affecté la biosphère. Elle supprima énormément de végétaux et d’insectes en surface du continent et aussi de vie marine, 50 % des familles, 95% des espèces marines et 70% des espèces terrestres. Elle fut causée par une grande chaleur (températures supérieures à 50/60°C sur Terre, 40°C à la surface des Océans), elle-même provoquée par des flux volcaniques basaltiques considérables en Sibérie (Trapps de Sibérie), et aussi par un autre dégazage massif de CO2 accumulé dans les sédiments d’algues marines. Le phénomène fut aggravé par la réunion des terres émergées en un seul continent (et un seul plateau continental), la Pangée. Sur Terre Les phylums qui résistèrent le mieux furent les archosauriens (crocodiliens, dinosauriens, ptérosauriens) et les synapsides dont les cynodontes, ancêtres des mammifères, dans l’Océan, les poissons osseux (par rapport aux poissons cartilagineux, durement éprouvés).
La « quatrième » extinction est celle du Trias/Jurassique. Elle eut lieu il y a 201 millions d’années. Elle supprima 50% des genres, 80% des espèces marines et la plupart des grands vertébrés terrestres. Elle fut due à une rupture d’équilibre résultant de la dislocation de la Pangée et peut-être à un impact d’astéroïde. L’extinction favorisa les dinosauriens et les ancêtres des mammifères.
La « cinquième » extinction est celle du Crétacé/Paléogène (« K/T »). Elle eut lieu il y a 66 millions d’années. On en connait bien l’histoire : déferlement des laves du Dekkan, conclusion par l’impact de l’astéroïde de Chicxculub, et les conséquences : émergence des mammifères profitant de la disparition des dinosaures.
Cette histoire des « cinq extinctions » a conduit à qualifier la dégradation écologique en cours causée par la profération humaine et son action/effet sur l’environnement, de « sixième extinction ». On aurait pu/dû lui attribuer un rang beaucoup plus élevé car en réalité les cinq-extinctions déjà citées ne s’appliquent qu’à la vie des métazoaires (organismes dont chaque groupe de membres unicellulaires assure une fonction spécialisée et coordonnée) et encore elle oublie le début de l’histoire de cette vie. Elle omet également toutes les extinctions qui ont frappé la Vie alors qu’elle n’était encore que microbienne (tout autant que les cataclysmes ayant préparé la Terre à générer la vie). Pourtant elles ont, elles aussi, façonné ou forgé l’ADN de nos ancêtres eucaryotes et procaryotes.
Pour être plus exact, il faudrait donc prendre en compte aussi les grandes extinctions suivantes :
La première Grande-Oxydation (« huronienne »), entre -2,35 et -2,22 milliards d’années a été une véritable catastrophe car elle a provoqué la glaciation quasi-totale de la surface de la Terre, donnant ce qu’on appelle la première « Terre boule de neige » (« Snowball Earth »), évidemment mortelle pour la Vie aérobie. Pour déclencher cette oxydation, les cyanobactéries photosynthétiques, premiers êtres vivants hégémoniques de notre planète, avaient « abusé » de leur invention, l’exploitation des électrons de la molécule de l’eau, en utilisant l’énergie solaire et en rejetant l’oxygène. En moins d’un million d’années, elles détruisirent suffisamment de gaz carbonique et répandirent un pourcentage élevé (mais nettement moins qu’aujourd’hui) d’oxygène dans l’atmosphère. L’irradiance du jeune Soleil n’étant pas encore assez puissante pour, seule, inscrire la Terre en zone habitable, l’allègement/éclaircissement qui en résultat réduisit considérablement l’effet de serre maintenu autour de la Terre par ces gaz qui permettait l’eau liquide en surface. La glaciation planétaire ne disparut qu’après qu’un volcanisme puissant rétablisse l’effet de serre par de nouvelles injections de gaz carbonique, de sulfure et de méthane dans l’atmosphère.
Mais l’innovation était faite et elle introduisit le règne des eucaryotes, ces êtres monocellulaires résultant de la symbiose d’une archée avec une petite bactérie marginale qui avait l’immense avantage de pouvoir respirer l’oxygène malgré la violence de son « feu » (ce qui « au début » avait été très peu exploitable puisqu’il n’y avait pratiquement pas d’oxygène libre dans l’atmosphère). Cette symbiose mis à disposition des eucaryotes une énergie à laquelle ne pouvait prétendre aucun autre être vivant procaryotique. Dans le monde d’après la Grande Oxydation, les cyanobactéries photosynthétiques reprirent des forces, c’est-à-dire du nombre, et continuèrent à produire leur oxygène, tandis que les eucaryotes devinrent les rois du monde en l’exploitant. Par ailleurs les procaryotes qui ne respiraient pas l’oxygène ne purent continuer à vivre en surface de la Terre qui pour eux était devenue un monde empoisonné et ne persistèrent que dans le sol. Ce sont les eucaryotes qui purent ainsi évoluer pour former un jour les métazoaires (après plusieurs tentatives), ces métazoaires se divisant ensuite en végétaux, animaux et certains champignons.
Le grand saut jusqu’aux métazoaires ne se fit pas tout de suite mais après une autre série d’épisodes Terre-boule-de-neige qui eut lieu entre -717 et -635 millions d’années. Pendant ce temps, lentement, la fusion nucléaire du Soleil montait en puissance et une meilleure irradiance solaire à la distance de la Terre permis de conserver l’eau liquide en surface avec un effet de serre de moins en moins puissant.
Lorsque les glaces se furent retirées apparut la première population métazoaire, celle de la Faune d’Ediacara, ancêtre de nos méduses (entre autres). Comme toujours cette floraison ne put durer et l’extinction de cette première faune intervint il y a 545 millions d’années. La raison en est inconnue. Peut-être simplement fut-ce que les nouveaux venus, composant la faune cambrienne, disposaient d’une puissance de prédation. Ils l’exercèrent facilement au détriment des édiacariens totalement impuissants. Ou bien ce fut un changement de l’environnement auquel les édiacariens ne purent résister.
La faune cambrienne fut d’une exubérance extraordinaire, la plus créative de l’histoire de la Vie (cf faune de Burgess au Cambrien moyen). Comme les autres, elle fut dévastée par plusieurs extinctions dont la plus sévère intervint il y a 485 millions, à la jonction des périodes géologiques* du Cambrien et de l’Ordovicien, détruisant de nombreux phylums qui était apparus au cours de la période. Là encore on ne sait ce que fut la cause. Certains paléobiogéologues évoquent la possibilité d’un puissant sursaut gamma provenant d’une supernova située à 6000 d’années-lumière qui aurait détruit presque instantanément la couche d’ozone.
* la classification de l’écoulement du temps géologique distingue éons / ères / périodes /époques / âges. Le Cambrien fait partie de l’ère Paléozoïque, elle-même marquant le commencement de l’éon Phanérozoïque, au sein duquel nous évoluons toujours.
Si on ignore souvent les causes ultimes de ces extinctions, on en voit bien les causes directes que sont les fluctuations des composants de l’atmosphère, notamment celles des taux d’oxygène. Mais aussi celle des taux de certains gaz insupportables pour les êtres vivants utilisant l’oxygène (selon les époques et le degré d’évolution), tels que méthane, sulfure d’hydrogène ou gaz carbonique. Ou encore les variations de températures ou du cycle de l’eau. Le pire ce sont bien sûr les changements brutaux qui rendent l’adaptation de certaines lignées de vie difficile sinon impossible et ceci d’autant plus qu’elles étaient particulièrement bien adaptées au « régime » précédant qui avait permis leur prolifération.
A ces différents événements cataclysmiques, il faut en ajouter un autre d’une extrême importance, survenu à la fin de l’époque d’accrétion de la Terre. Ce n’est pas à proprement parler une « extinction » puisqu’il n’y avait pas encore de vie lorsque la grosse protoplanète Théia frappa la Terre seulement une centaine de millions d’années après son accrétion. Cependant cet impact qui fut à l’origine de la Lune par concentration des débris éjectés en orbite, créa des conditions tout à fait particulières sur Terre puisque sa croute en formation fut totalement reliquéfié et que se forma en satellite unique et particulièrement massif par rapport à la planète et à une distance très courte, peut-être seulement une vingtaine de milliers de km. Les marées primitives sur Terre étaient à la fois énormes et très fréquentes comme l’était l’alternance jour/nuit, moins de 10 heures seulement, au tout « début ». Il n’y avait pas d’eau liquide sur Terre mais le système de marée liant les deux corps était un malaxeur de matière et donc un générateur de mouvements, de brassements et de maintien de chaleur donc de perfectionnement du noyau planétaire métallique, sans doute une des explications de la création d’une dynamo interne génératrice de champs magnétiques protecteurs très puissants et, par introduction de l’eau dans le manteau, d’une ductilité particulière de ce manteau permettant une tectonique des plaques très active. Lorsque le système s’est assagi et que l’eau fut possible sous forme liquide en surface (vers -4,4 milliards), les journées étaient encore très courtes, légèrement au-dessus d’une dizaine d’heures et les forces d’attraction réciproques extrêmement puissantes générant en surface de la Terre une alternance régulière d’humidification et d’assèchement avec d’énormes zones de balancement des marées. Ces mouvements, cette force de marée, ces alternances, cette protection magnétique, très particuliers, ont pu contribuer à l’émergence de la vie, entre -4 et -3,8 milliards d’années.
On voit ainsi que restreindre les extinctions de masse au petit nombre de cinq est très simpliste. Sans compter qu’il y eu « entre deux », plusieurs extinctions « mineures » quand même sévères (notamment au Cambrien). Mais le plus important c’est qu’il ressort de tout cela que l’équilibre écologique terrestre est un équilibre profondément instable. Rien n’est assuré, tout se détraque quand se développe une prolifération ou intervient un « événement » externe à un moment déterminé par le plus pur des hasards. Il faut faire avec cette instabilité et cette incertitude. Presque tout change, continûment ; presque rien ne demeure. Héraclite a raison contre Parménide même si l’on peut voir aujourd’hui un sens dans le changement vers toujours plus d’entropie.
A notre époque nous sommes très probablement entrés dans une nouvelle période d’extinction de masse, celle qui est causée par la prolifération et le développement de l’activité humaine. Déjà le WWF nous dit que 70% des espèces sauvages (en effectifs, non en nombre d’espèces) ont été détruites entre 1970 et 2018 (et il y en a eu avant 1970 !). Les forêts primaires sont massacrées au profit des monocultures commerciales ou de l’agriculture vivrière ; les insectes disparaissent sous l’épandage des pesticides car ils gênent et les oiseaux meurent car ils n’ont plus suffisamment pour se nourrir ; les poissons surpêchés et empoisonnés par nos détritus (les continents de plastique s’étendent partout dans les océans) dégénèrent et meurent ; les grands fauves nous embarrassent car nous ne voulons pas leur laisser l’espace vital dont ils ont besoin et nous détruisons sans aucune pitié leurs habitats. Les surfaces bétonnées gagnent partout au détriment du sol qui respire. La pollution s’étend partout, la chaleur monte. Il ne faut pas rêver, la situation est dangereuse.
La différence avec les précédentes extinctions c’est que la nôtre est la première commise par des êtres soi-disant intelligents. On verra bientôt s’ils le sont vraiment car les solutions, non pour éviter cette extinction mais la surmonter, ne sont pas évidentes et nous avons commencé à y réfléchir très/trop tardivement. Elles sont sans doute contre-intuitives, c’est-à-dire qu’elles doivent recourir aux moyens offerts par le Progrès plus qu’à la Régression qui n’est pas adaptée à la situation : on ne descend pas à mi-course d’un bobsleigh lancé à toute allure dans son couloir de glace, on le pilote.
Illustration de titre : Un « demain » possible. Photo Pixabay, choisie par Fleur Brosseau, article dans Futura Science du 19/12/21.
Illustration ci-dessous : Extinction des poissons cartilagineux à la fin du Permien. Crédit Arnaud Brayard, Directeur de recherche du CNRS (laboratoire Biogéosciences), Université de Bourgogne ; publication dans Biological Reviews .
Lectures :
Rare Earth par Peter Ward et Donald Brownlee, Copernicus Book, 2003.
A New History of Life par Peter Ward et Joe Kirschvink, Bloomsbury Press, 2015
Life ascending par Nick Lane, Profile Books, 2009.
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